Toward a better understanding and support of quality requirement documentation in agile software development

Abstract

<div lang="en" class="abs"><p class="abs_header">Abstract</p><p>Software applications and services are essential parts of our daily lives. In today’s vibrant and rapidly changing business world, ensuring the quick delivery of quality software is important. Agile software development (ASD) has been widely adopted in the software industry owing to its capabilities for rapidly delivering valuable software. However, the findings from research reveal that ASD faces challenges regarding the documentation and management of quality requirements (QRs). QRs portray how well software performs its functions, and play a crucial role for the success of software. ASD studies reveal that QRs are often neglected, underspecified, not documented, and managed improperly. These often result in increased maintenance costs and system quality degradation. Examining QR documentation is valuable in obtaining a better understanding about the topic. It also helps in building guidelines and models that support QR documentation in ASD, which is a research gap.</p><p>This dissertation aims to synthesize a better understanding about the documentation of QRs in ASD and to support QR documentation tasks in ASD. In order to achieve this, it first explored the state of the art of the management of QRs in ASD through a systematic mapping study. Then, it examined the state of the QR documentation practices in ASD through two multiple case studies. Next, a design science research methodology was applied to build Agile QR-Doc guidelines.</p><p>The dissertation complements the literature with empirical knowledge on QR documentation practices, tools and artifacts and related stakeholders involved in QR documentation in ASD. It reveals the significance of documenting QRs, gives insight into aspects practitioners consider important when documenting QRs and a better understanding about factors influencing QR documentation in ASD. It also developed Agile QR-Doc guidelines and a model to support QR documentation in ASD. The guidelines have been validated by practitioners. They identified them as relevant, useful, understandable, and simple enough to use in supporting QR documentation tasks in ASD.</p><p>The knowledge from the research can help practitioners proactively approach QR documentation tasks in ASD. For researchers, the dissertation offers the synthesis of empirical knowledge on QR documentation in ASD and identifies opportunities for future studies.</p></div>

<div lang="fi" class="abs"><p class="abs_header">Tiivistelmä</p><p>Ohjelmistosovellukset ja -palvelut ovat olennainen osa jokapäiväistä elämäämme. Nykypäivän vilkkaassa ja nopeasti muuttuvassa yritysmaailmassa on olennaista taata laadukkaan ohjelmiston ripeä toimittaminen. Ketterä ohjelmistokehitys (ASD eng. Agile software development) on otettu laajalti käyttöön ohjelmistoteollisuudessa, koska sen ansiosta kyetään toimittamaan arvokkaita ohjelmistoja nopeasti. Tutkimustulokset osoittavat kuitenkin, että laatuvaatimusten (QRs eng. quality requirements) dokumentointi ja hallinta on haasteellista ASD:ssä. Laatuvaatimukset kuvaavat, kuinka hyvin ohjelmisto suorittaa toiminnallisuutensa, ja niillä on ratkaiseva rooli ohjelmiston menestyksen kannalta. Tutkimukset ASD-kontekstissa osoittavat, että laatuvaatimuksia laiminlyödään, niitä ei spesifioida tarpeeksi, niitä ei dokumentoida ja niitä hallinnoidaan väärin. Nämä johtavat usein kohonneisiin ylläpitokustannuksiin ja järjestelmän laadun heikkenemiseen. QR-dokumentoinnin tutkiminen on ensiarvoista aiheen paremman käsityksen kannalta. Sen avulla kyetään kehittämään ohjeita ja malleja tukemaan QR-dokumentointia ASD:ssä, joka on osoitettu tutkimuksessa puutteelliseksi.</p><p>Väitöskirjan tavoitteena on lisätä ymmärrystä QR-dokumentoinnista ASD:ssä ja tukea sitä ASD:ssä. Tämän saavuttamiseksi väitöskirja tutkii ensin QR-hallintaa ASD:ssä systemaattisen kartoitustutkimuksen kautta. Tämän jälkeen tarkastellaan QR-dokumentoinnin tilaa ohjelmistoteollisuudessa kahden monitapaustutkimuksen avulla. Seuraavaksi kehitetään QR-Doc-ohjeistus laatuvaatimusten dokumentointiin ASD:ssä kehitystutkimusmenetelmää soveltaen.</p><p>Tämä väitöskirja täydentää QR-dokumentointiin liittyvää tutkimustietoa empiirisellä tiedolla käytänteistä, työkaluista ja artefakteista sekä QR-dokumentointiin liittyvistä sidosryhmistä. Väitöskirja tuo ilmi QR-dokumentoinnin tärkeyden, valaisee ammatinharjoittajien tärkeinä pitämiä näkökulmia QR-dokumentoinnissa sekä auttaa ymmärtämään QR-dokumentointiin vaikuttavia tekijöitä ASD:ssä paremmin. Se esittää myös QR-Doc-ohjeistuksen sekä mallin, joka tukee QR-dokumentointia ASD:ssä. Kehitetty ohjeistus on arvioitu ammatinharjoittajien toimesta. Ohjeistus miellettiin oleelliseksi, hyödylliseksi, ymmärrettäväksi ja riittävän helppokäyttöiseksi, jotta se tukee QR-dokumentointia ASD:ssä.</p><p>Tutkimuksesta saatu tieto auttaa ammatinharjoittajia lähestymään QR-dokumentointitehtäviä proaktiivisesti. Väitöskirja tarjoaa tutkijoille koottua empiiristä tietoa QR-dokumennista ASD:ssä sekä mahdollisuuksia jatkotutkimukselle.</p></div>

<div lang="en" class="abs"><p class="abs_header">Original papers</p><p>Original papers are not included in the electronic version of the dissertation.</p><ol type="I"><li><p>Behutiye, W., Karhapää, P., López, L., Burgués, X., Martínez-Fernández, S., Vollmer, A. M., Rodríguez, P., Franch, X., & Oivo, M. (2020). Management of quality requirements in agile and rapid software development: A systematic mapping study. Information and Software Technology, 123, 106225. <a href="https://doi.org/10.1016/j.infsof.2019.106225">https://doi.org/10.1016/j.infsof.2019.106225</a></p><p><a href="https://urn.fi/urn:nbn:fi-fe2019120445592">Self-archived version</a></p></li><li><p>Behutiye, W., Seppänen, P., Rodríguez, P., & Oivo, M. (2020). Documentation of quality requirements in agile software development. EASE '20: Proceedings of the Evaluation and Assessment in Software Engineering. Advance online publication. <a href="https://doi.org/10.1145/3383219.3383245">https://doi.org/10.1145/3383219.3383245</a></p><p><a href="https://urn.fi/urn:nbn:fi-fe2020100878359">Self-archived version</a></p></li><li><p>Behutiye, W., Rodriguez, P., Oivo, M., Aaramaa, S., Partanen, J., & Abherve, A. (2020). How agile software development practitioners perceive the need for documenting quality requirements: A multiple case study. 2020 46th Euromicro Conference on Software Engineering and Advanced Applications (SEAA), 93–100. <a href="https://doi.org/10.1109/SEAA51224.2020.00025">https://doi.org/10.1109/SEAA51224.2020.00025</a></p><p><a href="https://urn.fi/urn:nbn:fi-fe20201215100670">Self-archived version</a></p></li><li><p>Behutiye, W., Rodríguez, P., Oivo, M., Aaramaa, S., Partanen, J., & Abhervé, A. (2022). Towards optimal quality requirement documentation in agile software development: A multiple case study. Journal of Systems and Software, 183, 111112. <a href="https://doi.org/10.1016/j.jss.2021.111112">https://doi.org/10.1016/j.jss.2021.111112</a></p><p><a href="https://urn.fi/urn:nbn:fi-fe2021121360205">Self-archived version</a></p></li><li><p>Behutiye, W., Rodriguez, P., & Oivo, M. (2022). Quality requirement documentation guidelines for agile software development. IEEE Access, 10, 70154–70173. <a href="https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3187106">https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3187106</a></p><p><a href="https://urn.fi/urn:nbn:fi-fe2022050633287">Self-archived version</a></p></li></ol></div>

<div lang="fi" class="abs"><p class="abs_header">Osajulkaisut</p><p>Osajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon.</p><ol type="I"><li><p>Behutiye, W., Karhapää, P., López, L., Burgués, X., Martínez-Fernández, S., Vollmer, A. M., Rodríguez, P., Franch, X., & Oivo, M. (2020). Management of quality requirements in agile and rapid software development: A systematic mapping study. Information and Software Technology, 123, 106225. <a href="https://doi.org/10.1016/j.infsof.2019.106225">https://doi.org/10.1016/j.infsof.2019.106225</a></p><p><a href="https://urn.fi/urn:nbn:fi-fe2019120445592">Rinnakkaistallennettu versio</a></p></li><li><p>Behutiye, W., Seppänen, P., Rodríguez, P., & Oivo, M. (2020). Documentation of quality requirements in agile software development. EASE '20: Proceedings of the Evaluation and Assessment in Software Engineering. Advance online publication. <a href="https://doi.org/10.1145/3383219.3383245">https://doi.org/10.1145/3383219.3383245</a></p><p><a href="https://urn.fi/urn:nbn:fi-fe2020100878359">Rinnakkaistallennettu versio</a></p></li><li><p>Behutiye, W., Rodriguez, P., Oivo, M., Aaramaa, S., Partanen, J., & Abherve, A. (2020). How agile software development practitioners perceive the need for documenting quality requirements: A multiple case study. 2020 46th Euromicro Conference on Software Engineering and Advanced Applications (SEAA), 93–100. <a href="https://doi.org/10.1109/SEAA51224.2020.00025">https://doi.org/10.1109/SEAA51224.2020.00025</a></p><p><a href="https://urn.fi/urn:nbn:fi-fe20201215100670">Rinnakkaistallennettu versio</a></p></li><li><p>Behutiye, W., Rodríguez, P., Oivo, M., Aaramaa, S., Partanen, J., & Abhervé, A. (2022). Towards optimal quality requirement documentation in agile software development: A multiple case study. Journal of Systems and Software, 183, 111112. <a href="https://doi.org/10.1016/j.jss.2021.111112">https://doi.org/10.1016/j.jss.2021.111112</a></p><p><a href="https://urn.fi/urn:nbn:fi-fe2021121360205">Rinnakkaistallennettu versio</a></p></li><li><p>Behutiye, W., Rodriguez, P., & Oivo, M. (2022). Quality requirement documentation guidelines for agile software development. IEEE Access, 10, 70154–70173. <a href="https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3187106">https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3187106</a></p><p><a href="https://urn.fi/urn:nbn:fi-fe2022050633287">Rinnakkaistallennettu versio</a></p></li></ol></div>